CHƯƠNG 1: VẬT LIỆU KÍNH XÂY DỰNG 1.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ TÍNH CHẤT CỦA THỦY TINH 1.1.1. Khái niệm Thủy tinh là một dung dịch rắn ở dạng vô định hình nhận được bằng cách làm quá nguội khối silicat nóng chảy. Để sản xuất thủy tinh người ta dùng cát thạch anh hạt nhỏ, tinh khiết, 2 3 Na CO , 2 4 Na SO , 2 3 K CO , dolomit, đá phấn và các loại phụ gia như 2 3 B O , MnO , 2 SnO , CaO Về thành phần hóa học thì thủy tinh xây dựng gồm 75-80% 2 SiO . Hình 1.1. Vật liệu kính xây dựng 1.1.2. Tính chất của kính Khối lượng riêng của kính thường là 2500 kg/m 3 . Khi tăng hàm lượng ôxýt chì thì khối lượng riêng có thể lên tối 6000 kg/m 3 . Modun đàn hồi của kính dao động trong khoảng 48000-83000 kG/m 2 (đối với kính thạch anh – 71400 kG/m 2 ). Sự có mặt của các ôx xýt CaO , 2 3 B O (có thể đến 12%) làm modun đàn hồi tăng lên. Độ bền hóa học: Thủy tinh có độ bền hóa học cao với đa sô các môi trường xâm thực trù HF và 3 4 H PO . Các ôxýt kiềm càng ít thì độ bền hóa học của thủy tinh càng cao. 1 Đặc tính cơ học: Cường độ chịu nén của thủy tinh cao (700-1000 kG/cm 3 ), cường độ kéo thấp (35-85 kG/cm 2 ). Độ cứng của kính silicat thường từ 5-7. Kính giòn nên chịu uốn và chịu va đập kém khoảng 0,2 kG/cm 2 . Tính chất quang học là tính chất cơ bản của kính đặc trưng bằng chỉ tiêu xuyên sang (trong suốt), chiết qiamg, phản quang, phản xạ. Kính silicat thường cho tất cả những phần quang phổ nhìn thấy được đi qua và thực tế không cho tia tử ngoại và hồng ngoại đi qua. Khi thay đổi thành phần và màu sắc kính có thể điều chỉnh được mức độ cho ánh sang xuyên qua. Tính dẫn nhiệt: Tùy thuộc vào thành phần mà kính thường có hệ số dẫn nhiệt từ 0,34-0,71 kcal/m. o C.h. Kính thạch anh có hệ số dẫn nhiệt lớn nhất (1,16 kcal/m. o C.h). Kính chứa nhiều ôxýt kiềm có hệ số dẫn nhiệt nhỏ, hệ số nở nhiệt của kính thấp: kính thạch anh 5,8.10 -7 / o C -1 , kính xây dựng thường 9.10 -6 – 15.10 -6 / o C. Tính cách âm: Khả năng cách âm của thủy tinh là tương đối cao. Theo chỉ tiêu này kính dày 1 cm tương đương với tường gạch dày 12 cm. Khả năng gia công cơ học: Cắt được bằng dao có đầu kim cương, mài nhẵn đánh bong được, ở trạng thái dẻo (khi nhiệt độ 800-1000 o C) có thể tạo hình, thổi, kéo thành tấm, ống, sợi. 1.2. NGUYÊN TẮC CHẾ TẠO KÍNH Nguyên liệu chính để chế tạo kính là cát thạch anh, đá vôi, xôđa, và sunfat natri. Nguyên liệu được nấu trong cà lò nấu thủy tinh cho đến nhiệt độ 1500 o C. Hình 1.2. Chế tạo sợi thuỷ tinh bằng phương pháp ly tâm (a) và phương pháp thổi (b) 1. Bể chứa dụng dịch chảy lỏng 4.Ống nối để chuyển không khí nén hoặc hơi nén 2. Tia chất chảy lỏng 5. Bộ phận ly tâm 3.Bộ phận tăng nhiệt 6. Sợi thuỷ tinh Nhiệt độ 800-900 o C là nhiệt độ hình thành silicat. Vào cuối thời kì hình thành silicat nhiệt độ 1150-1200 o C. Khối thủy tinh trở thành trong suốt nhưng vẫn còn chứa nhiều bọt khí, việc tách lọc bọt khí kết thúc ở 1400-1500 o C cuối giai đoạn này khối thủy tinh hoàn toàn tách hết bọt khí và trở thành đồng nhất. Để có độ dẻo và tạo hình cần thiết phải hạ nhiệt độ xuống 200-300 o C. Độ dẻo của thủy tinh phụ thuộc vào thành phần hóa của nó các ôxýt 2 SiO và 2 3 Al O làm tăng độ dẻo còn 2 Na O và CaO thì ngược lại, làm giảm độ dẻo. Việc chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái thủy tinh (rắn) là một quá trình thuận nghịch. Khi để trong không khí ở nhiệt độ cao, cấu trúc vô định hình của một số loại thủy tinh có thể chuyển sang kết tinh. 1.3. KÍNH PHẲNG 2 Kính phẳng dùng để làm cửa sổ, cửa đi, mặt kính các quầy trưng bày, để hoàng thiện bên trong và bên ngoài nhà. Ngoài kính thường, còn có các loại kính đặc biệt như kính hút nhiệt, kính có cốt, kính tôi, kính trang trí nghệ thuật v.v… Trong xây dựng dùng cả kính cường độ cao như kính tôi và kính có cốt. Để chế tạo những loại kính có các tính chất đặc biệt như khả năng phát quang, các tính chất trang trí, cường độ cao, trong quá trình sản xuất có thể cho them các ôxýt kim loại hoặc phủ lên mặt kính những màng kim loại, màng ôxýt, hoặc màng bộ màu. Kính phản quang: Dùng để giảm sự đốt nóng của ánh sang mặt trời hoặc để điều hòa ánh sang. Kính để bưng quầy trưng bày: Được chế tạo bằng cách đánh bóng hoặc không đánh bóng với kích thước 3,4x4,5 m chiều dày 5-12 mm. Kính tôi: Được chế tạo bằng cách nung kính thường đến nhiệt độ sôi (540-650 o C) rồi làm nguội nhanh và đều. Làm như vậy thì nội ứng xuất sẽ phân bố đều đặn trong kính, đồng thời cường độ va đập và chịu uốn của kính tăng lên khá nhiều so với kính thông thường. Kính tôi được sử dụng rộng rãi trong các quầy hang trưng bày, chế tạo cửa kính, để che chắn cầu thang, ban công v.v… Kính có cốt: Là loại kính được gia công bằng lưới kim loại, chế tạo bằng những sợi thép đã được ủ nhiệt, mạ niken hay crôm. Do bị ép chặt trong kinh nên lưới kim loại sẽ đóng vai trò bộ khung có tác dụng giữ chặt những mảnh kính vụn khi nó bị vỡ nên tránh được nguy hiểm. Kính có cốt được dùng làm các kết cấu mái lấy ánh sang. Kính hút nhiệt:Về thành phần khác với kính thường ở chỗ có chữa các ôxýt sắt, coban và niken, nhờ đó mà có màu xanh nhạt. Kính hút nhiệt giữ được 70-75% tia hồng ngoại (2-3 lần so với kính thường). Do sự hút nhiệt lớn nên độ biến dạng và nhiệt độ của kính tăng lên đáng kể. Vì vậy trong công tác thi công lắp đặt cần phải chứa khe hở cần thiết giữa khung và kính. Kính bền nhiệt:Là tấm borosilicate (hệ cơ sở 2 2 3 2 SiO B O Na O − − ) có chứa các ôxýt chì và các ôxýt liti. Hệ số nở nhiệt là khoảng (2-4). 10 -6 / o C, có nghĩa là nhỏ hơn so với kính thường 2-3 lần. Loại kính này có thể chịu được độ chênh lệch nhiệt độ đến 200 o C và được sử dụng để chế tạo các chi tiết bền nhiệt của máy móc. Hình 1.3. Dây truyền sản xuất kính xây dựng 1.4. CÁC SẢN PHẨM THỦY TINH DÙNG TRONG XÂY DỰNG 3 Blốc thủy tinh rỗn: Blốc thủy tinh rỗng có khả năng tán xạ ánh sáng lớn, còn những ô cửa sổ, vách ngăn chết tạo từ blốc có tính chất cách nhiệt và cách âm tốt. Blốc thủy tinh thường gồm hai nửa gắn lại với nhau, ở giữa rỗng. Dạng phổ biến nhất của blốc thủy tinh là dạng có vân khía ở bên trong. Tính chất của blốc thủy tinh rỗng: độ xuyên sáng nhỏ hơn 65%, độ tán sáng – 25%, hệ số dẫn nhiệt 0,34 kcal/m. o C.h Ngoài blốc thông thường người ta còn sản xuất các loại blốc màu, blốc hai ngăn (cách nhiệt) và blốc hướng ánh sáng Hình 1.4. Blốc thủy tinh Thủy tinh xếp lớp: Bao gồm hai hoặc ba tấm thủy tinh xen giữa là lớp đệm không khí bị bịt kín, vì vậy kính lắp bằng sản phẩm này có khả năng cách nhiệt và cách âm tốt, không bị đọng sương, không phải lau chùi lớp bên trong. Tùy theo công dụng mà sản phẩm thủy tinh xếp lớp có thể được chế tạo từ cửa kính, kính tôi, kính phản quang hay các loại kính khác. Ống thủy tinh: trong nhiều trường hợp (vd trông môi trường ăn mòn hóa học) tỏ ra hiệu quả hơn ống kim loại. Chúng có tính ổn định hóa học cao, bề mặt nhẵn, trong suốt và vệ sinh. Nhờ đó ống thủy tinh được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm và công nghiệp hóa học. Tuy nhiên nhược điểm của chúng là giòn, chịu uốn và chịu va đập kém, cũng như tính ổn định nhiệt không cao (khoảng 40 o C). Hiện nay người ta đã sản xuất các loại ống bền nhiệt, với hệ số nở nhiệt thấp từ thủy tinh borosilicate. Thủy tinh thạch anh: có độ tinh khiêt cao, có chứa thêm 2 3 B O được dùng làm sợi cáp quang nhờ có phản ứng phản xạ toàn phần của sóng ánh sáng truyền lan trong sợi và năng lượng ánh sáng được bảo toàn. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT 2.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI 2.1.1. Khái niệm Những vật liệu vô cơ và hữu cơ dùng để cách nhiệt cho các kết cấu xây dựng, các thiết bị công nghiệp và các loại đường ống được gọi là vật liệu cách nhiệt. Công tác cách nhiệt, bảo vệ nhiệt giúp tiết kiệm nhiên liệu, giảm tổn thất nhiệt, tăng cường các quá trình công nghệ và cải thiện được điều kiện lao động của người lao động. Việc sử dụng vật liệu cách nhiệt (VLCN) trong xây dựng cho phép nâng cao mức độ cơ giới hóa công tác xây dựng, đồng thời giảm giá thành công trình do việc giảm nhẹ trọng lượng kết cấu. 2.1.2. Phân loại - Theo cấu tạo, VLCN chia ra: + Sợi rỗng (bông khoáng, bông thủy tinh …); + Hạt rỗng (peclit, vecmiculit, vật liệu vôi cát …); + Ống tổ ong (bê tông tổ ong, thủy tinh bọt, chất dẻo xốp). - Theo hình dáng: + Khối (tấm, blốc, ống trụ, bán trụ, hình dẻ quạt); + Cuộn (nỉ, băng, đệm); + Dây và loại dời. 4 - Theo nguyên liệu VLCN chia ra: + Loại vô cơ; + Loại hữu cơ. - Theo khối lượng thể tích, có 3 nhóm: + Đặc biệt nhẹ với các mác 15,25,35,50,75,100; + Nhẹ với các mác: 125, 150, 175, 200, 250, 300, 350; + Nặng với các mác: 400, 450, 500, 600. - Theo tính chịu nén (biến dạng nén tương đối) dưới tải trọng riêng. VLCN được chia ra làm 3 loại: + Mềm (độ lún ép không được lớn hơn 30%); + Bán cứng (độ lún ép 6-30%); + Cứng (độ lún ép nhỏ hơn 6%). - Theo tính dẫn nhiệt VLCN được chia làm 3 nhóm: + Nhóm A - dẫn nhiệt kém; + Nhóm B - dẫn nhiệt trung bình; + Nhóm C - dẫn nhiệt tốt. VLCN để bảo vệ bề mặt có nhiệt độ (-) hoặc (+) nhỏ hơn 100 o C được lựa chọn theo hệ số dẫn nhiệt ở 25 o C, từ 100 o C đến 600 o C thì theo hệ số dẫn nhiệt ở 125 o C; còn lớn hơn 600 o C thì theo hệ số dẫn nhiệt ở 300 o C. Bảng 2.1. Hệ số dẫn nhiệt của các nhóm vật liệu Ký hiệu nhóm vật liệu Tên nhóm vật liệu Hệ số dẫn nhiệt kcal/m. o C.h khi nhiệt độ trung bình > o C 25 125 300 A Dẫn nhiệt kém 0,05 0,07 0,11 B Dẫn nhiệt trung bình 0,10 0,12 0,16 C Dẫn nhiệt mạnh 0,15 0,18 0,23 2.2. CÁC TÍNH CHẤT CHỦ YẾU CỦA VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT 2.2.1. Sự cấu tạo và tính chất nhiệt vật lý. Về cấu tạo vật liệu cách nhiệt so với vật liệu khác có độ rỗng cao (50-96%) và hệ số dẫn nhiệt không lớn. Vật liệu cách nhiệt có cấu tạo tổ ong, dạng hạt, dạng sợi hoặc dạng tấm. Vật liệu cách nhiệt có cấu tạo tổ ong là những lỗ đồng nhất và phân bố đều đặn, có hình dạng giống hình cầu: như bê tông tổ ong, thủy tinh xốp, chất dẻo cách nhiệt. Loại vật liệu cách nhiệt dạng bột được nghiền từ các loại đá diatomit, trepan, đá vôi xốp. Vật liệu cách nhiệt dạng hạt có trị số lỗ rỗng phụ thuộc vào thành phần hạt, hình dáng, kích thước dồng nhất, độ rỗng cao. Vật liệu cách nhiệt dạng sợi như sợi vỏ bào, sợi amiăng, bông khoáng, bông thủy tinh. Vật liệu cách nhiệt dạng tấm: fibrolit, tấm sợi gỗ, tấm sợi amiăng. Ngoài ra vật liệu cách nhiệt có cấu tạo rỗng bằng gia công nguyên liệu t o cao - Làm phồng: Nung nguyên liệu đến nhiệt độ 900-1200 o C, để nước liên kết tách ra (vecmiculit, peclit); - Làm chảy: Biến nguyên liệu chảy thành dạng sợi bông khoáng, bông thủy tinh; - Cho các chất dễ chảy vào nguyên liệu gốc (sản xuất các sản phẩm gốm cách nhiệt). Khả năng cách nhiêt của vật liệu không chỉ phụ thuộc vào độ rỗng mà còn vào đặc tính của lỗ rỗng, sự phân bố, kích thước và mức độ đóng kín của chúng. Không khí khô ở trạng thái tĩnh trong 5 các lỗ rỗng nhỏ khép kín có hệ số dẫn nhiệt thấp (ở 20 o C là 0,020 kCal/m. o C.h). Tuy nhiên độ dẫn nhiệt của các lớp không khí tăng lên đáng kể khi tăng chiều dày của nó. Việc truyền nhiệt qua không khí sẽ thực hiện bằng dẫn nhiệt d λ , bằng đối lưu λ đ và bằng bức xạ b λ . Vì vậy hệ số dẫn nhiệt tương đương của lớp không khí t λ sẽ là: t λ = d λ + λ đ+ b λ Hình 2.1. Sự phụ thuộc của độ dẫn nhiệt vào chiều dày của lớp không khí Hình 2-1 chỉ ra mức tăng độ dẫn nhiệt của lớp không khí bằng đối lưu và bức xạ nhiệt theo mức tăng chiều dày của lớp không khí. Vì vậy để tăng độ cách nhiệt người ta cố gắng tạo rỗng cho vật liệu có dang lỗ tổ ong nhỏ và lớp khí mỏng nằm giữa những lớp sợi. 2.2.2. Các tính chất cơ lý a- Cường độ Vật liệu cách nhiệt thường có cấu tạo rỗng do vậy cường độ của nó không cao. Cường độ nén biến đổi từ 2-25 kG/cm 2 . Những vật liệu cách nhiêt có cường độ cao được gọi là vật liệu cách nhiệt chịu lực có thể dùng cho các kết cấu bao che chịu lực. Những sản phẩm cách nhiệt ở dạng tấm, vỏ cứng, chiếu nệm v.v… có cường độ uốn từ 1,5-5 kG/cm 2 , những tấm sợi gỗ thì có cường độ uốn từ 4 dến 20 kg/cm 2 . Những loại vật liệu mềm như tấm bông khoáng, nỉ, các tong aminăng thì cường độ nén có ý nghĩa rất lớn. b- Độ hút nước Độ hút nước của vật liệu cách nhiệt không những làm giảm tính chất cách nhiệt mà giảm cường độ và tuổi thọ của công trình. Để giảm độ hút nước trước khi chế tạo sản phẩm cách nhiệt cho vào một lượng phụ gia kỵ nước. c- Độ ổn định nhiệt Là tính chất của vật liệu giữ được tính chất của nó khi chịu tác dụng của nhiệt độ thay đổi. Tính chất này phụ thuộc vào loại và thành phần nguyên liệu gốc và phương pháp gia công vật liệu. Để đặc trưng độ ổn định nhiệt của vật liệu cách nhiệt người ta dùng đại lượng nhiệt độ suer dụng giới hạn. Ở nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn, nhiệt độ này vật liệu sẽ thay đổi cấu trúc, giảm cường độ và bị phá hủy. Thậm chí đối với các vật liệu hữu cơ nó bị cháy. 6 d- Độ thấm khí và thấm hơi nước Các vật liệu cách nhiệt có độ rỗng lớn vì vậy độ thấm khí, thấm hơi khá cao. Độ thấm khí của vật liệu cách nhiệt cần được tính toán khi xây dựng, vì khi làm việc nó có thể bị hút qua tường hoặc trong các thiết bị lạnh cho nên đưa vào phía kết cấu nóng hơn một lớp thấm hơi. e- Nhiệt dung Nhiệt dung của vật liệu cách nhiệt cai cí ý nghĩa quan trong trong điều kiện trao dổi nhiệt thường xuyên vì vậy cần chú ý lượng nhiệt bị hút vào bằng lớp cách nhiệt C=0,16-0,24 Kcal/kg.dộ đối với vật liệu vô cơ C=0,3-0,4 Kcal/kg.độ đối với vật liệu hữu cơ Khi độ ẩm tăng thì C tăng lên đáng kể 2.2.3. Các tính chất đặc trung sự an toàn và độ bền vững a- Độ ổn định đối với lửa Là khả năng vật liệu trong kết cấu chịu được tác dụng cháy trong khoảng thời gian nhất định. Nó phụ thuộc vào thành phần của vật liệu. Đối với độ ổn định với lửa thì VLCN chia làm 3 nhóm: - Vật liệu không cháy: Sản phẩm amiăng, sản phẩm bắng sành peclit, vecmiculit, thủy tinh bọt, sợi bông khoáng; - Vật liệu khó cháy: Sản phẩm từ bông khoáng với chất kết dính hữu cơ fibrolite, chất dẻo xốp bằng chất kết dính silic hữu cơ; - Vật liệu dễ cháy: Vật liệu cách nhiệt hữu cơ, các tấm sợi gỗ, tấm cói, tấm nhựa xốp bằng cacbamit. Người ta nâng cao độ bền lửa của VLCN bằng cách đưa them các phụ gia chống cháy vào hỗn hợp nguyên liệu gốc. b- Độ bền vững hóa học vá sinh vật Vật liệu cách nhiệt có độ rỗng cao nên các chất lỏng , chất khí và hơi dễ thấm và thâm nhật vào từ môi trường xung quanh gây phá hoại. Để nâng cao độ bền vững người ta sử dụng những lớp bao phủ bảo vệ khác nhau. Các vật liệu cách nhiệt hữu cơ cần có độ ổn định sinh vật - Để loại trừ điều kiện sinh sống của nấm và vi sinh vật côn trùng cần chống ẩm tốt, sử dụng các loại thuốc phòng mục. 2.3. CÁC SẢN PHẨM CỦA VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT 2.3.1. Vật liệu và sản phẩm cách nhiệt vô cơ - Bông khoáng và sản phẩm từ bông khoáng: Bông khoáng là vật liệu cách nhiệt bao gồm khối sợi dạng thủy tinh, các mảnh vụn silicat và những sợi ngắn cực mảnh được sản xuất từ hỗn hợp nóng chảy của các khoáng vật tạo đá hoặc xỉ luyện kim. 7 Hình 2.2. Bông khoáng Sợi bông khoáng có chiều dài từ 2-30 mm và đương kính 5-15. Bông khoáng đang chiếm vị trí hang đầu trong số những vật liệu cách nhiệt vô cơ. Do có nguồn nguyên liệu vô tận, sản xuất đơn giản, độ hút ẩm nhỏ, giá thành tương đối thấp. Đối với bông khoáng rời do có nhiều nhược điểm như chuyên chở và bảo quản dễ bị lèn chặt và vón cục, một số bị gẫy và biến thành bụi nên người ta đã chế tạo ra các sản phẩm như nỉ, tấm cứng và bán cứng, vỏ, hình quạt, ống trụ và các sản phẩm khác. - Bông thủy tinh và sản phẩm từ bông thủy tinh: Bông thủy tinh là vật liệu cách nhiệt dạng sợi sản xuất từ khối thủy tinh nóng chảy. Bông thủy tinh có tính ổn định hóa học cao, không bốc cháy và không cháy âm ỉ, λ =0,043 kcal/m o C.h (ở 25 o C), o γ >130 kg/m 3 , Φ > 21 km µ . Hình 2.3. Bông thủy tinh Sản phẩm từ bông thủy tinh là nỉ và băng. Được chế tạo bằng cách khâu phủ (bằng chỉ amiăng hay chỉ thủy tinh) 2 lớp bông thủy tinh lên mặt trên và mặt dưới một lớp sợi thủy tinh dày 1,5 mm đã được gắn keo. - Vật liệu cách nhiệt amiăng: Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất là amiăng crisôtin. Người ta sản xuất các loai vật liệu rời (dạng hạt), sản phẩm cuộn và các sản phẩm dạng khối như cactông, vỏ, hình và hình quạt. 8 Cactông amiăng là VLCN không cháy sản xuất từ 65% amiăng, 30% thạch cao, 5% tinh bột. Chiều dài = chiều rộng = 900-1000 mm, dày 2-10 mm, λ = 0,125 kcal/m o C.h (ở 25 o C), o γ =1000 – 1400 kg/m 3 , W không lớn hơn 3%, k R > 60kg/cm 2 . - Bê tông tổ ong cách nhiệt: Bê tông tổ ong cách nhiệt có khối lượng thể tích không lớn hơn 500 kg/m 3 , dùng để cách nhiệt cho các kết cấu bao che của nhà. Bề mặt của các thiết bị công nghiệp, đường ống dẫn nhiệt có nhiệt độ đến 400 o C, sản phẩm có λ = 0,069-0,095 kcal/m o C.h (ở trạng thái khô), W không vượt quá 15%. - Vật liệu gốm cách nhiệt: Hiện nay người ta sản xuất các loại gạch có khả năng cách nhiệt cao. Gạch có lỗ và gạch rỗng ruột là sản phẩm được tạo ra trong quá trình tạo hình Có o γ =700 –1400 kg/m 3 , dùng dể xây tường ngăn, tường bao che cách nhiệt, cách nhiệt cho mái. Gạch xốp là lịa sản phẩm được sản xuất bằng cách trộn các chất phụ gia dễ cháy như mùn cưa, than bùn, tro trấu vào đất sét- Khi nung chất hữu cơ cháy để lại nhiều lỗ nhỏ trong gạch vì vậy mà o γ =700 –1200 kg/m 3 , λ = 0,4 kcal/m o C.h. 2.3.2. Vật liệu và sản phẩm cách nhiệt hữu cơ - Tấm sợi gỗ: Tấm sợi gỗ được dùng để cách nhiệt và cách âm trong các kết cấu bao che. Chúng được sản xuất từ gỗ đã được xẻ tới hoặc tận dụng các loại gỗ phế liệu, thứ phẩm của công nghiệp gia công gỗ, vùng lanh, vụn đay – gai, thân cây lau sậy, rơm rạ, bông v.v… Kích thước: Dài 1200-3000 mm Rộng 1200-1600 mm Dày 8-25 mm λ không lớn hơn 0,06 kcal/m o C.h, o γ =250 kg/m 3 , u R =12 kg/m 2 . - Sản phẩm than bùn cách nhiệt: Sản phẩm than bùn cách nhiệt sản xuất ở dạng tấm, vỏ hình quạt và sử dụng cho kết cấu bao che nhà cấp III, bề mặt các thiết bị công nghiệp, đường ống dẫn khí nhiệt độ từ 60-100 o C. Nguyên liệu sản xuất là các loại than bùn tầng trên, ít bị phân rã và có cấu tạo sợi thuận tiện cho việc chế tạo sản phẩm ép có chất lượng cao. Dạng tấm có kích thước 1000x500x30 mm, được sản xuất bằng cách ép than bùn trong khuôn thép có hoặc không có phụ gia sau đó đem sấy ở nhiệt độ 120-150 o C. λ = 0,052 kcal/m o C.h, u R =3 kg/m 2 , W không lớn hơn 15%. - Tấm fibôlit: Được chế tạo từ hỗn hợ xi măng poolang, nước, dăm gỗ được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt, chịu lực – cách nhiệt và cách âm trong tường sàn và trần ngăn. Tấm fibôlit có mác 300,350,400,500 với cường độ tương ứng là 4, 5, 7 và 12. λ = 0,078 – 0,13 kcal/m o C.h, o γ =250 kg/m 3 , độ hút nước Hp không lớn hơn 20%. - Chất dẻo xốp: Bao gồm 3 nhóm: Xốp bọt, xốp khí và xốp tổ ong. Loại vật liệu dẻo xốp cách nhiệt phổ biến nhất là chất dẻo xốp khí polistiron, mipo. Chất dẻo xốp polistiron là vật liệu giữ nhiệt rất tốt trong các panen phân lớp, nó phối hợp tốt với nhôm, xi măng amiăng và chất dẻo thủy tinh. 9 Nó được sử dụng rộng rãi để làm vật liệu cách nhiệt trong công nghiệp lạnh, đóng tàu biển, đóng toa tàu hỏa, cách nhiều cho tường, trần và mái nhà. Mipo là chất dẻo xốp dùng để cách nhiệt cho kết cấu xây dựng, các thiết bị công nghiệp v.v… CHƯƠNG 3: CHẤT KẾT DÍNH HỮU CƠ 3.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI 3.1.1. Khái niệm Những loại vật liệu như bitum, gudrông, nhũ tương, nhựa màu là các chất kết dính hữu cơ. Chúng có thể ở dạng cứng, quánh, lỏng (thành phần chủ yếu là các hidrocacbon cao phân tử và một số hợp chất khác), có khả năng, trộn lẫn và dính kết các vật liệu khoáng, tạo thành vật liệu đá nhân tạo có những tính chất vật lí, cơ học phù hợp để xây dựng đường ôtô. Các chất kết dính hữu cơ còn được dùng làm vật liệu lợp, cách nước. 3.1.2. Phân loại Căn cứ vào các đặc điểm sau để phân loại chất kết dính hữu cơ: -Theo thành phần hóa học chia ra: + Bitum + Guđrông - Theo nguồn nguyên liệu chia ra: + Bitum dầu mỏ - sản phẩm cuối cùng của dầu mỏ + Bitum đá dầu – sản phẩm khí chưng đá dầu + Bitum thiên nhiên – loại bitum thường gặp trong thiên nhiên ở dạng tinh khiết hay lẫn với các loại đá + Guđrông than đá – sản phẩm khi chưng khô than đá + Guđrông than bùn – sản phẩm khi chưng khô than bùn + Guđrông gỗ - sản phẩm khi chưng khô gỗ. - Theo tính chất xây dựng chia ra: + Bitum và guđrông rắn: ở nhiệt độ 20 - 25 o C là một chất rắn có tính giòn và tính đàn hồi, ở nhiệt độ 180 – 200 o C thì có tính chất của một chất lỏng. + Bitum và guđrông quánh: ở nhiệt độ 20 - 25 o C là một chất mềm, có tính dẻo cao và độ đàn hồi không lớn lắm. + Bitum và guđrông lỏng : ở nhiệt độ 20 - 25 o C là một chất lỏng và có chứa thành phần hyđrôcacbon dễ bay hơi, có khả năng đông đặc lại sau khi thành phần nhẹ bay hơi và sau đó có tính chất gần với tính chất của bitum và guđrông quánh. + Nhũ tương bitum và guđrông: là một hệ thống keo bao gồm các hạt chất kết dính phân tán trong môi trường nước và chất nhũ hóa. 3.2. BI TUM DẦU MỎ XÂY DỰNG ĐƯỜNG 3.2.1. Thành phần và cấu trúc của bi tum xây dựng đường 3.2.1.1. Thành phần Bitum dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp của các hợp chất hydrôcacbon (metan, naftalen, các loại mạch vòng) và một số dẫn suất phi kim loại khác. Nó có màu đen, hòa tan được trong benzene (C6H6), cloruafooc (CHCl3), díunfuacacbon (CS2) và một số dung môi hữu cơ khác. Thành phần hóa học của bitum dầu mỏ như sau: 10 [...]... làm lớp thâm nhập khi vật liệu đá yếu (Rc=300-600 kG/cm2), chế tạo bê tông atfan làm mặt đường ôtô ở vùng khí hậu ôn hòa Làm lớp thâm nhập của mặt đường đá dăm sỏi, chế tạo bê tông atfan xây dựng mặt đưởng ở vùng khí hậu ôn hòa, có thể chế tạo bê tông atfan xây dựng mặt đường cho xe ôtô nặng chạy ở vùng khí hậu lục địa Chế tạo bê tông atfan xây dựng mặt đường ở xứ nóng, chế tạo vật liệu lợp các nước Chế... phân tử của vật liệu khoáng ở lớp bề mặt Tương tác đó có thể là tương tác lý học hay hóa học tạo nên khả năng dính bám Xét trong hệ bitum-khoáng vật thì bitum dính bám tốt với hầu hết các cốt liệu đã được làm sạch, khi hỗn hợp bitum cốt liệu gặp nước cần xét hệ bitum-cốt liệu- nước Trong hệ này nước có thể ở giữa bitum và cốt liệu và tách bitum ra khỏi cốt liệu (hiện tượng bong nhựa) nếu cốt liệu có tính... bitum 3.2.2.7 Tính dính bám (liên kết) của bitum với bề mặt vật liệu khoáng Sự liên kết này của bitum với bề mặt vật liệu khoáng có liên quan đến quá trình thay đỏi lú hóa khi hai chất tiếp xúc tương tác với nhau Sự liên kết này tạo nên cường độ và tính ổn định với nước, với nhiệt độ của hỗn hợp bitum và vật liệu khoáng Khi nhào trọn bitum với vật liệu khoáng, các hạt khoáng được thấm ướt bằng bitum và... cốt liệu bazơ ghét nước nên sự dính bám giữa bitum và cốt liệu bazơ là tốt hơn Lực liên kết hóa học lớn hơn nhiều so với lực liên kết lú học, do đó khi bitum tương tác hóa học với vật liệu khoáng thì cường độ liên kết sẽ lớn nhât Liên kết của bitum với vật liệu khoáng trước hết phụ thược vào tính chất của bitum Bitum có sức căng bề mặt càng lớn nghĩa là có độ phăn cực càng lớn, thì liên kết với vật liệu. .. nhiệt lại phải đi đôi với chống thấm và thông gió cho công trình? 4- Thành phần nhóm của bitum dầu mỏ? Nhóm nào ảnh hưởng lớn nhất đến khả năng bám dính của bitum lên bề mặt của vật liệu khoáng? Tại sao? 5- Phân tích ảnh hưởng cấu tạo vĩ mô của vật liệu đến khả năng dẫn nhiệt của nó? Cho biết nguyên tắc chế tạo vật liệu cách nhiệt 6- Nguyên liệu chế tạo bê tông atfan? Phân tích vai trò của bột khoáng... lượng của vật liệu, công nghệ sản xuất và việc lựa chọn tốt thành phần hỗn hợp bê tông 23 1- Có thể đánh giá khả năng cách nhiệt của VL bằng cấu trúc vĩ mô của nó không? Tại sao? 2- Nguyên liệu chế tạo bê tông atfan? Hãy giải thích tại sao người ta lại đốt nóng cốt liệu trước khi trộn bê tông atfan? 3- Hệ số truyền nhiệt của vật liệu cách nhiệt phụ thuộc vào các yếu tố nào? Tai sao sử dụng vvaatj liệu cách... 8- Thủy tinh xây dựng là gì? Đặc tính cấu tạo? 9- Tính ổn định nhiệt của bitum dầu mỏ? Nhóm nào trong thành phần của bitum dầu mỏ ảnh hưởng lớn nhất đến tính ổn định nhiệt của nó? 10- Tính chất xây dựng của chất kết dính hữu cơ? Ưu và nhược điểm của nó? 11- Thành phần nhóm của bitum dầu mỏ? Tính chất nào ảnh hưởng đến tính quánh của bitum dầu mỏ? 12- Nguyên liệu chính để sản xuất kính xây dựng? Công... với bề mặt vật liệu khoáng Khi hỗn hợp kém ổn định nước thì khi gặp nước bão hòa cường độ chịu nén sẽ giảm Khi nước xâm nhập vào, thì nó có thể làm tách ra một phần hay toàn bộ màng bitum bao bọc trên mặt vật liệu khoáng nếu khả năng liên kết giữa chúng kém, làm cho khả năng chịu lực giảm Nếu hỗn hợp bê tông được lựa chọn tốt, khả năng lèn ép tốt, sự liên kết giữa bitum trên bề mặt vật liệu khoáng... Bitum chứa nhóm chất nhựa càng nhiều thì sự liên kết của nó với khoáng càng tốt Liên kết của bitum với vật liệu khoáng còn phụ thuộc vào nguồn gốc và tính chất bề mặt của vật liệu khoáng Các loại đá bazơ tạo ra mối liên kết ổn định nước hơn so với các loại đá axít Mức độ liên kết của bitum với bề mặt vật liệu đá hoa có thể đánh giá theo độ bền của màng bitum trên bề mặt đá hoa khi nhung trong nước sôi... thường, ở nhiệt độ này vật liệu sẽ có tính đàn hồi dẻo và tính nhớt 3.2.2 Các tính chất và yêu cầu kỹ thuật của bi tum dầu mỏ xây dựng đường 3.2.2.1.Tính quánh (nhớt) (TCVN 7495-2005, AASHTO T49-89, ASTM D36) Tính quánh biểu thị mối liên kết nội tại trong bitum và thay đổi trong phạm vi rộng tùy thuộc theo mác của bitum Nó ảnh hưởng nhiều đến các tính chất cơ học của hỗn hợp vật liệu khoáng và chất kết . YẾU CỦA VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT 2.2.1. Sự cấu tạo và tính chất nhiệt vật lý. Về cấu tạo vật liệu cách nhiệt so với vật liệu khác có độ rỗng cao (50-96%) và hệ số dẫn nhiệt không lớn. Vật liệu cách. và dính kết các vật liệu khoáng, tạo thành vật liệu đá nhân tạo có những tính chất vật lí, cơ học phù hợp để xây dựng đường ôtô. Các chất kết dính hữu cơ còn được dùng làm vật liệu lợp, cách. của người lao động. Việc sử dụng vật liệu cách nhiệt (VLCN) trong xây dựng cho phép nâng cao mức độ cơ giới hóa công tác xây dựng, đồng thời giảm giá thành công trình do việc giảm nhẹ trọng lượng